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为解决微 LED 生产贵、小尺寸效率低问题,研究人员开展钙钛矿 LED 研究,成果展现其优势。
在电子和光子学领域,许多技术突破得益于尺寸缩小,即让基本器件尺寸更小。基于 III-V 族半导体的发光二极管(LED)尺寸缩小产生了微型 LED(micro-LED),它被视为显示领域的 “终极技术”。然而,微型 LED 生产成本高昂,当像素尺寸缩小到约 10μm 或更小时,会出现严重的效率损失,这限制了其商业应用潜力。
研究展示了基于钙钛矿半导体的一类新兴 LED 尺寸缩小突破了传统限制。通过局部接触制造方案,制备出特征像素长度从数百微米到约 90nm 的微型和纳米钙钛矿 LED(micro-PeLEDs/nano-PeLEDs),该方案可防止像素边界的非辐射损耗。对于近红外(NIR)和绿色微型 PeLED,在 650 至 3.5μm 的广泛像素长度范围内,平均外部量子效率(EQEs)保持在 20% 左右,尺寸缩小时性能损失最小。特征像素长度低至约 90nm 的纳米 PeLED 是目前报道的最小 LED,在所有类别的 LED 阵列中实现了每英寸 127,000 像素(PPI)的创纪录高像素密度。这项研究成果展示了微型和纳米 PeLED 作为下一代光源技术的优势,具备前所未有的紧凑性和可扩展性。